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Utilizando o CI 5 Utilizando o CI 5

Utilizando o integrado 503
Operação monoestável (Temporizador)06
Operação astável (Oscilador)07
O circuito integrado 55610
Aplicações úteis1
Gerador de bips1
VCO (Oscilador Controlado por Tensão)12
Monitor de freqüência13

Utilizando o CI 5553 de 14

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O circuito integrado 5

O 5 é um circuito integrado composto de um Flip-Flop do tipo RS, dois comparadores simples e um transistor de descarga. Projetado para aplicações gerais de temporização, este integrado é de fácil aquisição no mercado especializado de Eletrônica.

Ele é tão versátil e possui tantas aplicações que se tornou um padrão industrial, podendo trabalhar em dois modos de operação: monoestável (possui um estado estável) e astável (não possui estado estável). Sua tensão de alimentação situa-se entre 5 e 18v, o que o torna compatível com a família TTL de circuitos integrados e ideal para aplicações em circuitos alimentados por baterias. A saída deste C.I. pode fornecer ou drenar correntes de até 200mA ou 0,2A, podendo assim comandar diretamente relés, lâmpadas e outros tipos de carga relativamente grandes.

Nas figuras abaixo são mostrados os pinos e o diagrama simplificado.

Geralmente o pino 5, entrada de controle, não é conectado, deixando assim a tensão de controle fixa em 2/3Vcc (de acordo com a fórmula de divisor de tensão: Vcontrole = (R+R)*Vcc/R+R+R = 2R*Vcc/3R = 2/3Vcc). Toda vez que a tensão de limiar (Sensor de nível, pino 6) exceder a tensão de controle (2/3Vcc), a saída do comparador 1 vai para nível alto, setando o flip-flop RS e saturando o transistor de descarga, devido ao nível alto na saída Q do flip-flop.

Utilizando o CI 5554 de 14

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Lembre-se ! Comparador simples:

Se: V1 V2 Þ Vo = Vcc; V1 < V2 Þ Vo = Gnd; V1= V2 Þ Vo = 0V. Flip-flop RS:

Entradas Saídas

S (Set)R (Reset)Q/Q (Complementar) Nível baixoNível altoNível baixoNível alto Nível altoNível baixoNível altoNível baixo Nível baixoNível baixoNão mudam de estado

Nível altoNível altoCondição não aceita pelo circuito

O disparador (trigger) está conectado à entrada inversora do comparador 2 (pino 2). A entrada não-inversora tem uma tensão fixa de 1/3Vcc (Vñ-inv = R*Vcc/R+R+R = RVcc/3R = Vcc/3).Toda vez que a tensão do disparador for menor que 1/3Vcc, a saída do comparador vai a nível alto, resetando o flip-flop ,cortando o transistor de descarga e deixando a saída /Q (pino 3) em nível alto.

O reset (pino 4) habilita o 5 com nível alto e o desabilita com nível baixo. Geralmente na maioria das aplicações, este pino é ligado à Vcc.

Utilizando o CI 5 de 14

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Operação Monoestável (Temporizador) As figuras abaixo mostram as configurações do 5 em operação monoestável.

Utilizando o CI 5556 de 14

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Inicialmente, a tensão de disparo é +Vcc. Como o disparador (trigger) está ligado à entrada inversora do comparador 2, um tensão de +Vcc nesta entrada faz com que se tenha nível baixo na saída deste comparador (já que a tensão na entrada inversora, +Vcc, é maior que a tensão na entrada não-inversora, +1/3Vcc). Isto faz com que o flip-flop RS fique no seu estado normal (com nível alto na saída Q e nível baixo na saída /Q), saturando o transistor de descarga e deixando Ct descarregado.

Quando a tensão de disparo vai a nível baixo com um pulso invertido, a tensão na entrada não-inversora (+1/3Vcc) é maior que a tensão na entrada inversora (0V), no comparador 2. Isto faz com que a sua saída vá a nível alto, resetando o flip-flop (nível baixo na saída Q e nível alto na saída /Q) e consequentemente cortando o transistor de descarga. Assim Ct se carrega por Rt.

A tensão em Ct (tensão de limiar) aumenta até que exceda a tensão de controle (+2/3Vcc). Quando isto ocorre, a saída do comparador 1 vai a nível alto, setando o flip-flop, saturando o transistor de descarga e, por conseqüência, descarregando Ct.

Quanto maior a constante de tempo RC, mais tempo leva para a tensão em Ct chegar a +2/3Vcc (tensão de controle). Isto determina a largura do pulso ou a temporização na saída, que é dada por:

T= 1,1 * Rt * Ct

Onde T é dado em segundos, Rt em ohms e Ct em farads.

A tensão de controle, geralmente de 2/3Vcc, pode ser desacoplada através de um outro capacitor ligado ao pino 5 e à terra (tipicamente de 0,01m F), para melhorar a imunidade a ruído. Esta tensão também pode ser alterada, através do pino 5, a fim de obter outras tensões diferentes de 2Vcc/3.

Alterando os valores de Ct e Rt, o período da temporização pode ser controlado entre cerca de 5ms até aproximadamente 1hora. Porém, em uma temporização acima de 5 mim. a confiabilidade fica comprometida, devido aos altos valores de Rt e Ct necessários para esta temporização.

O valor mínimo de Rt é limitado pelo transistor de descarga (geralmente 1kW é o mínimo permitido).

Com relação ao valor máximo de Rt, geralmente os fabricantes recomendam um máximo de 20MW, mas acima de 1MW a precisão fica comprometida. Por tanto, em aplicações gerais, o valor de Rt deve ficar entre 1kW e 1MW .

Não há limites para o valor de Ct, a não ser o seu custo. Apenas note que, dependendo do valor da capacitância do capacitor eletrolítico e de sua qualidade, ele pode apresentar correntes de fuga que podem distorcer os períodos calculados das temporizações. Note também que para valores muito altos de capacitância, o transistor de descarga levará mais tempo para descarregar Ct. A sua tensão de isolação deve ser maior ou igual a Vcc (quanto mais próximo de Vcc, melhor), já que uma tensão de isolação menor que Vcc causará uma diminuição na vida útil do capacitor.

Utilizando o CI 5557 de 14

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Operação Astável (Oscilador) As figuras abaixo mostram as configurações do 5 em operação astável.

Utilizando o CI 5558 de 14

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Neste tipo de operação, são colocados os resistores Rt1 e Rt2 em série no lugar do Rt na operação monoestável.

Como ponto de partida, vamos supor que inicialmente o flip-flop está resetado (Q em nível baixo e /Q em nível alto). Assim sendo, o transistor está cortado e Ct está se carregando através da resistência (Rt1 + Rt2). Ct se carrega até que excede a tensão de controle (2/3Vcc), fazendo com que a tensão na entrada não-inversora (pino 6) do comparador 1 seja maior que a tensão na sua entrada inversora, isso faz com que sua saída vá a nível alto, setando o flip-flop.

Com nível alto em Q, o transistor de descarga entra em saturação fazendo com que Ct se descarregue por Rt2. A tensão em Ct diminui até que fique menor que a tensão da entrada não inversora do comparador 2 (1/3Vcc). A saída do comparador 2 vai a nível alto, resetando o flip-flop e voltando ao ponto de partida. Esta operação astável se repete indefinidamente.

A tensão em Ct varia entre 1/3Vcc e 2/3Vcc, embora possa ser alterada, externamente, atuando-se sobre a tensão de controle (pino 5).

A duração do período alto ou tempo de carga é dada por:

T1= 0,7 * (Rt1+Rt2) * Ct E a duração do período baixo ou tempo de descarga é dada por:

T2= 0,7 * Rt2 * Ct O período total (T) é:

T= T1 + T2 = 0,7 * (Rt1 + 2 Rt2) * Ct

Utilizando o CI 5559 de 14

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E a freqüência (f) é:

f = 1 / T @ 1,45 * (Rt1 + 2Rt2) * Ct

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